A differenza di un altro tipo di robot o sistema multiasse.

Innanzitutto, un sistema cartesiano è quello che si muove su tre assi ortogonali – X, Y e Z – secondo le coordinate cartesiane. (Anche se va notato che un asse rotante, sotto forma di effettore finale o utensileria di estremità del braccio, è talvolta incluso nell'asse più esterno di un robot cartesiano.)

Ciò che rende un robot cartesiano un robot è che gli assi eseguono movimenti coordinati, attraverso un comune controller di movimento.

Gli assi di un robot cartesiano sono costituiti da una qualche forma di attuatore lineare, acquistato come sistema preassemblato da un produttore o costruito su misura dall'OEM o dall'utente finale da guide lineari e componenti di azionamento.

Semplice, vero?

La norma ISO 8373:2012 definisce un robot industriale come:

Un manipolatore multiuso, riprogrammabile e controllato automaticamente, programmabile su tre o più assi, che può essere fisso o mobile per l'uso in applicazioni di automazione industriale.

Ma non tutti i sistemi lineari che funzionano sugli assi XY o XYZ sono robot cartesiani. Un'eccezione degna di nota è un tipo di robot che utilizza due assi di base (X) in parallelo. Questa configurazione, ad esempio 2X-Y o 2X-YZ, sposta il robot fuori dalla categoria cartesiana e nella categoria dei robot a portale.

La differenza principale tra i robot a portale e i robot cartesiani è che un robot cartesiano utilizza un attuatore lineare su ciascun asse, mentre un robot a portale è sempre costruito con due assi di base (X), con il secondo asse (Y) che li attraversa. Questa configurazione impedisce al secondo asse di essere a sbalzo (ne parleremo più avanti) e consente ai portali di avere lunghezze di corsa molto più lunghe e, in molti casi, carichi utili maggiori rispetto ai robot cartesiani.

La seconda tipologia di sistema lineare multiasse che non rientra nella definizione di robot cartesiano è la tavola XY. La differenza tra robot cartesiani e tavole XY sta nella disposizione di montaggio e carico. In un robot cartesiano, il secondo o terzo asse (Y o Z) è a sbalzo, essendo supportato solo a un'estremità dall'asse sottostante. Inoltre, il carico sull'asse esterno è generalmente a sbalzo da quell'asse.

Questa disposizione crea non solo un momento di carico sull'asse esterno, a causa del carico applicato, ma anche un momento di carico significativo sull'asse di supporto, a causa dell'effetto combinato del carico applicato insieme all'asse esterno. La disposizione di montaggio e carico limita la capacità di carico dei robot cartesiani ed è un fattore primario nel determinare la lunghezza massima della corsa per l'asse esterno (a sbalzo).

Al contrario, le tavole XY sono costituite da due assi centrati uno sopra l'altro, spesso con lunghezze di corsa simili. Inoltre, il carico è generalmente centrato sull'asse Y. Questa configurazione dell'asse e il posizionamento del carico comportano un carico a sbalzo molto ridotto su entrambi gli assi (e spesso nessun carico a sbalzo sull'asse Y).

I robot cartesiani si sovrappongono ai robot SCARA e a 6 assi (articolati) in alcune specifiche tecniche e possono essere applicati in alcune delle stesse applicazioni, ma i robot cartesiani presentano numerosi vantaggi rispetto ai tipi SCARA e a 6 assi. Innanzitutto, i progetti cartesiani forniscono un'area di lavoro rettangolare in cui una percentuale significativa dell'impronta del robot viene utilizzata come area di lavoro attiva. I tipi SCARA e a 6 assi, invece, hanno aree di lavoro circolari o ovali che spesso comportano molto spazio morto (inutilizzato), soprattutto quando la corsa richiesta, o lo sbraccio, è molto lunga.

I robot cartesiani possono essere costruiti praticamente da qualsiasi tipo di attuatore lineare con qualsiasi varietà di meccanismi di azionamento: cinghia, vite a ricircolo di sfere o vite, attuatore pneumatico o motore lineare. (Si noti che sono possibili anche azionamenti a pignone e cremagliera, ma sono più comunemente usati nei sistemi a portale con corse molto lunghe.) Ciò significa che possono, e spesso hanno, una migliore precisione di posizionamento e ripetibilità rispetto ai tipi SCARA e a 6 assi. I robot cartesiani presentano anche un vantaggio in termini di facilità d'uso in termini di programmazione perché la loro cinematica è più semplice (tre assi cartesiani, anziché più assi di rotazione).

Nel recente passato, i robot cartesiani preassemblati erano rari e la maggior parte delle unità veniva costruita su misura da un OEM, da un integratore di robot o persino dall'utente finale. Ma ora molti produttori di attuatori lineari forniscono anche sistemi cartesiani preconfigurati e preassemblati, con una miriade di opzioni per soddisfare i requisiti comuni di corsa, carico utile, velocità e precisione. Anche i produttori di robot tradizionali a 6 assi e SCARA stanno entrando in azione, riconoscendo che per molte applicazioni di automazione e assemblaggio industriale, i robot cartesiani offrono un migliore compromesso tra capacità di carico e ingombro rispetto ai modelli SCARA e a 6 assi.